JP2019045115A - 給湯器 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが普段よりも多量の湯の使用を検討する際に「デマンドを受け入れるべきかどうか」を判断し易くする。【解決手段】エネルギー管理装置２１０から送信される電気エネルギーの消費に関するデマンドに対応して運転制御を行うヒートポンプ式の給湯機であって、制御装置４０は、エネルギー管理装置２１０から通信ネットワーク２００を通してデマンドを受信する通信部４０１と、デマンド受信部で受信されたデマンドに基づいて、運転制御計画を立案する作動制御部４００とを備える。作動制御部４００は、運転計画立案部によって立案された運転制御計画が実行開始以降の湯切れリスクを算出し、この算出された湯切れリスクを浴室内コントローラ４１の表示部４１０や浴室外コントローラ４２の表示部４２０に表示する。このため、運転制御計画が実行開始以降の湯切れリスクをユーザに伝達することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、給湯器に関するものである。

従来、ヒートポンプ式給湯機では、エネルギー管理装置から送信される電気エネルギーの消費に関するデマンドに対応して給湯機側において運転計画を立案し、この立案された運転計画に沿って運転制御を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、デマンドとしては、給湯機で電気エネルギーの消費を制限させる旨の要求、若しくは給湯機で電気エネルギーの消費を増大させる旨の要求が使用される。

特許文献２には、ヒートポンプ式給湯機の貯湯タンク内のお湯に含まれる蓄熱量を算出し、この蓄熱量に基づいて貯湯タンク内の貯湯量を算出し、この貯湯量をリモコンの表示部に表示させるものが提案されている。

特許５９２７９８２号明細書 特開２００４−２１８９４７号公報

上記特許文献１では、給湯機側にてデマンドに対応できるように運転計画が立案されている状態で、ユーザが普段よりも多量の湯の使用を検討する際に「デマンドを受け入れるべきかどうか否か」を判断する材料としては、貯湯タンク内の貯湯量の表示しかなく、ユーザは判断に迷う可能性がある。

本発明は上記点に鑑みて、ユーザが普段よりも多量の湯の使用を検討する際に「デマンドを受け入れるべきかどうか」を判断し易くするようにした給湯器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、給湯を実施するための運転制御を行う給湯機であって、
エネルギー管理装置（２１０）から電気エネルギーの消費に関するデマンドを受信するデマンド受信部（４０１）と、
デマンド受信部で受信されたデマンドに基づいて、運転制御の計画を立案する運転計画立案部（４００）と、
運転計画立案部によって立案された運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクを算出するリスク算出部（４００）と、
リスク算出部によって算出される湯切れリスクをユーザに伝達するリスク伝達部（４００）と、を備える。

これにより、ユーザが湯切れリスクを知ることができるので、ユーザにとって、普段よりも多量の湯の使用を検討する際に、湯切れリスクを、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断の参考にすることができる。よって、ユーザにとって、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断を容易にすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態におけるヒートポンプ式給湯機の全体構成を示す図である。 本実施形態におけるヒートポンプ式給湯機の電気的構成を示すブロック図である。 図２の作動制御部による湯切れリスク伝達処理を示すフローチャートである。 図１の表示部において湯切れリスクの表示例を示す図である。

以下、本発明に係るヒートポンプ式給湯機１００の一実施形態について図に基づいて説明する。

本実施形態のヒートポンプ式給湯機１００は、図１に示すように、ヒートポンプユニット２０、タンクユニット９０、および制御装置４０を備えている。タンクユニット９０は、導入管１１によってその最下部に水が供給される貯湯タンク１０を備える。

貯湯タンク１０は、給湯に用いる給湯用水を貯える容器である。貯湯タンク１０は略円筒形形状であり、その底面に導入口１０ａが設けられている。この導入口１０ａには貯湯タンク１０内に水道水を供給する導入用流路としての導入管１１が接続されている。

導入管１１には、給水サーミスタ５１及び減圧弁７８が設けられている。給水サーミスタ５１は、導入管１１内の温度を検出するための電気信号を制御装置４０に出力する。減圧弁７８は、導入管１１に流れる水道水の水圧を所定圧に減圧したり、断水等における湯の逆流を防止したりすることができる。

導入管１１には、導入口１０ａの上流側の部位から分岐する給水管１１Ａが設けられている。給水管１１Ａの下流端は、給湯用混合弁１５及び風呂用混合弁１６に接続されている。

貯湯タンク１０の最上部には、高温導出口１０ｂが設けられ、この高温導出口１０ｂには貯湯タンク１０内に貯えられた給湯用の湯のうち、高温の湯を導出するための給湯用流路としての高温取出管１２が接続されている。

高温取出管１２の経路途中には、逃がし弁７９が配設された排出配管が接続されており、貯湯タンク１０内の圧力が所定圧以上に上昇した場合には、貯湯タンク１０内の湯を外部に排出して、貯湯タンク１０等にダメージを与えないようになっている。

タンクの中間部１０ｃには、中間部配管１０ｃ１の一端が接続されている。中間部配管１０ｃ１には、中間部１０ｃ側への逆流を防止する逆止弁７７が設けられている。中間部配管１０ｃ１の他端は、中温用混合弁１４によって高温取出管１２に接続されている。

中間部１０ｃは、例えば、貯湯タンク１０の高さ寸法を三等分し、上から順番に、上部（以下、高温湯領域ともいう）、中間部（以下、中温湯領域ともいう）、下部（以下、低温湯領域ともいう）と区画した場合、中間部に含まれる部位に設けられる。

中温用混合弁１４は、貯湯タンク１０の中間部１０ｃからの中間温度の湯と高温導出口１０ｂからの高温の湯とを混合して給湯端末や浴槽８０に出湯する出湯部を構成する。貯湯タンク１０の外壁面には、給湯用水の貯湯量及び貯湯温度を検出するための貯湯温度検出手段としての複数（本例では７つ）のタンク水温サーミスタ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅ、５５ｆ、５５ｊ（以下、５５ａ〜５５ｊと記す）が縦方向（貯湯タンク１０の高さ方向）にほぼ等間隔に配置されている。タンク水温サーミスタ５５ａ〜５５ｊは、貯湯タンク１０内に満たされた給湯用水の各水位レベルでの温度信号を制御装置４０に出力する。

ここで、タンク水温サーミスタ５５ａ〜５５ｊの検出値は、貯湯タンク１０内において、給湯で使用可能であるお湯の量を求めるために用いられる。

貯湯タンク１０の下部には、ヒートポンプ側回路２１を形成する配管２１ｃが接続される出口１０ｄが設けられている。貯湯タンク１０の上部には、ヒートポンプ側回路２１を形成する配管が接続される出入口１０ｅが設けられている。出入口１０ｅには、ヒートポンプユニット２０側から吐出された湯が上部から貯湯タンク１０の内部に流入する。

ヒートポンプ側回路２１の一部は、ヒートポンプユニット２０が有する水・冷媒熱交換器の水側通路となっている。ヒートポンプ側回路２１における、当該水側通路と出入口１０ｅとの間には、切替弁２２が設けられている。

ヒートポンプ側回路２１のうち、ヒートポンプユニット２０の出口側から切替弁２２までの部位には、給湯出口配管２１ａが接続されており、切替弁２２から出入口１０ｅまでの部位には上部配管２１ｂが接続されている。上部配管２１ｂは、ヒートポンプユニット２０で加熱された高温の湯を貯湯タンク１０内に流入させる上部流入管としても機能する。

切替弁２２は、ヒートポンプユニット２０の出口通路を、貯湯タンク１０の出入口１０ｅ側に連通させるか、バイパス配管２３に連通させるかを切り替えることができる切替手段として機能する。

切替弁２２は、制御装置４０に電気的に接続されており、制御装置４０によって制御される。バイパス配管２３は、出口１０ｄと出入口１０ｅとを水・冷媒熱交換器の水側通路を経由しないで連通させる第１連通配管を形成する。バイパス配管２３は、水側通路から流出した湯水を貯湯タンク１０の内部を経由しないで水側通路に戻せる通路を形成する。

ヒートポンプユニット２０は、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素を使用するヒートポンプサイクルと、ヒートポンプ側回路２１中に設置された給水ポンプとから構成されている。超臨界のヒートポンプサイクルによれば、一般的なヒートポンプサイクルよりも高温、例えば、８５°C〜９０°C程度の湯を貯湯タンク１０内に貯えることができる。

ヒートポンプサイクルは、少なくとも電動式の圧縮機、水・冷媒熱交換器、電気式の膨張弁、空気熱交換器、及びアキュムレータの冷凍サイクル機能部品が配管で環状に接続されることにより形成されている。さらに、空気熱交換器の近傍には、空気熱交換器に対して強制風を提供する送風機が設けられている。

ヒートポンプユニット２０は、制御装置４０からの制御信号により作動するとともに、その作動状態を浴室内コントローラ４１の表示部４１０、浴室外コントローラ４２の表示部４２０に表示するように構成されている。浴室内コントローラ４１および浴室外コントローラ４２は、ユーザの指令を受ける操作部を備える。表示部４１０、４２０は、例えば、各コントローラに装備された液晶画面である。

ヒートポンプユニット２０は、主に料金設定の安価な深夜時間帯の深夜電力を利用し、圧縮機の回転数制御により、貯湯タンク１０内の給湯用水を加熱する沸き上げ運転を行う。また、ヒートポンプユニット２０は、深夜時間帯以外の時間帯においても、貯湯タンク１０内の貯湯熱量が不足してくると貯湯タンク１０内の給湯用水を加熱する湯増し運転（以下、簡素化して、“湯増し”ともいう）を行う。

中温用混合弁１４は、高温取出管１２と中間部配管１０ｃ１との合流部位に設けられている。中温用混合弁１４は、高温側の高温取出管１２と、中温側の中間部配管１０ｃ１とのそれぞれの開口面積比を調節して、高温取出管１２から取り出した高温の湯と中間部配管１０ｃ１から取り出した中温の湯との混合比を調節する。中温用混合弁１４は、当該混合比を調節することにより、給湯用配管１７、給湯用混合弁１５、風呂用混合弁１６、風呂用配管１８等に流通させる湯の温度を調節する温度調節弁である。

中温用混合弁１４は、タンク水温サーミスタ５５ａ〜５５ｊ、湯温サーミスタ５２により検出される温度信号に基づいて制御装置４０によって制御される。湯温サーミスタ５２は、中温用混合弁１４の出口側に設けられて、中温用混合弁１４によって混合された湯の温度を検出する。

ここでは、湯温サーミスタ５２で検出された温度が所定温度、例えばユーザが設定する設定温度＋２〜５°C程度となるように、中間部配管１０ｃ１から取り出した中温の湯を貯湯タンク１０内の高温湯に混合させて当該所定温度に温度調節している。中温用混合弁１４の出口側には、給湯用流路としての給湯用配管１７と、給湯用配管１７から分岐する湯張り配管としての風呂用配管１８とが接続されている。

給湯用配管１７は、その下流端の端末としての給湯端末（カラン、シャワー等）へ設定温度に温度調節された湯を導く配管である。給湯用配管１７の流路の中途には、温度調節手段としての給湯用混合弁１５と温度検出手段としての給湯サーミスタ５３、流量カウンタ５９、逆止弁６０等が設けられている。給湯サーミスタ５３は給湯用混合弁１５によって混合された湯水の温度を検出するための電気信号を制御装置４０に出力する。流量カウンタ５９は、給湯用混合弁１５からの湯の流れを検出し検出信号を制御装置４０に出力する。

風呂用配管１８は、その下流端が浴槽水回路７１に接続されて、浴槽水回路７１を介して浴槽８０のアダプタ８１に通じる。風呂用配管１８は、浴槽８０内に湯張り、差し湯、たし湯等を行う時に、設定温度に温度調節された湯を浴槽８０内に導く配管である。風呂用配管１８の流路の中途には、下流に向けて順に、風呂用混合弁１６、風呂用サーミスタ５４、湯張り用電磁弁６１、逆止弁６２、湯張り用流量カウンタ６３、逆止弁６４が設けられている。

さらに、風呂用混合弁１６と湯張り用電磁弁６１の間と、逆止弁６２と湯張り用流量カウンタ６３の間とを連結する配管には、排水弁６８が設けられている。これら、風呂用混合弁１６、風呂用サーミスタ５４、湯張り用電磁弁６１、逆止弁６２、湯張り用流量カウンタ６３、逆止弁６４及び排水弁６８は、風呂注湯ユニット６９を構成する。

給湯用混合弁１５、風呂用混合弁１６は、それぞれ給湯用配管１７、風呂用配管１８の末端で出湯される湯の温度を調節する温度調節弁である。給湯用混合弁１５、風呂用混合弁１６は、それぞれの開口面積比（中温用混合弁１４で温度調節された給湯用水側の開度と給水管１１Ａから供給される給湯水側の開度の比率）を調節することで出湯される湯温を設定温度に調節する。給湯用混合弁１５、風呂用混合弁１６の作動は、給水サーミスタ５１、湯温サーミスタ５２、給湯サーミスタ５３、風呂用サーミスタ５４が検出する温度に係る電気信号に基づいて、制御装置４０で制御される。

風呂用サーミスタ５４は、風呂用混合弁１６の下流側で風呂用配管１８内の温度を検出するための電気信号を制御装置４０に出力する。湯張り用電磁弁６１は、風呂用配管１８の流路を開閉する弁であり、浴槽８０内への湯張り、差し湯、たし湯等を行う時に制御装置４０により制御される。湯張り用流量カウンタ６３は、風呂用混合弁１６出口の湯の流れを検出し検出信号を制御装置４０に出力する。湯張り用流量カウンタ６３が風呂用混合弁１６出口の湯の流れを検出した時は、風呂用配管１８の湯張り用電磁弁６１が開弁されて出湯されていることを示す。

逆止弁６２、６４は、浴槽水回路７１を循環する浴槽水を風呂用混合弁１６側に逆流させないための弁である。循環温サーミスタ５６は、浴槽水回路７１を循環する浴槽水の温度を検出するための電気信号を制御装置４０に出力する。風呂循環センサ６５は、浴槽水回路７１を浴槽水が循環しているか否かを検出可能な流水センサである。追い焚きサーミスタ５７は、追い焚き用熱交換器７３で加熱された後の浴槽水の温度を検出するための電気信号を制御装置４０に出力する。

浴槽８０には、底部に設けられた排水口を開閉する自動排水栓５０が設けられている。水位センサ６６は、浴槽８０内に湯張りされた浴槽水の湯量、言い換えれば浴槽８０内の水位レベルを求めるための水圧を検出する水位検出手段であり、水圧信号を制御装置４０に出力する。

風呂循環ポンプ６７は、浴槽８０内の浴槽水を追い焚き用熱交換器７３に圧送する電動ポンプであり、制御装置４０によってその作動が制御される。貯湯タンク１０の外部には、追い焚き用熱交換器７３と、追い焚き用熱交換器７３と貯湯タンク１０の内部とを連通する１次側回路７４とが設けられている。

追い焚き用熱交換器７３における給湯用水側通路７３ｂの入口部には、ヒートポンプユニット２０の出口部と切替弁２２とを接続する配管に位置する通路部位７３ａと、第２連通配管７３ｂとが連通している。

通路部位７３ａは、切替弁２２を経由して貯湯タンク１０の出入口１０ｅに連通している。このように第２連通配管７３ｂは、ヒートポンプユニット２０を流出した湯水が切替弁２２に至るまでの通路部位７３ａと追い焚き用熱交換器７３の流入部とを接続する連通通路をなす。

給湯用水側通路７３ｂの出口部は、貯湯タンク１０におけるタンク流入部７４ｃに配管によって接続されている。タンク流入部７４ｃは、中間部１０ｃと同様に、中間部に含まれる部位に設けられる。給湯用水側通路７３ｂの出口部とタンク流入部７４ｃを接続する配管には、給湯用水側通路７３ｂの出口部側から順番に、逆止弁７６、１次側サーミスタ５８、１次側循環ポンプ７５が設けられている。

逆止弁７６は、ヒートポンプユニット２０からの沸き上げ時に切替弁２２を貯湯タンク１０の上部へ蓄熱する際に、第２連通配管７３ｂを経由して給湯用水側通路７３ｂへ湯が流入しないようにする弁である。

１次側循環ポンプ７５は、制御装置４０によって制御されて、貯湯タンク１０内の給湯用水やヒートポンプユニット２０で沸き上げた高温水を１次側回路７４に循環させることができる。１次側サーミスタ５８は、給湯用水側通路７３ｂの出口部から流出した水の温度を検出するための電気信号を制御装置４０に出力する。

追い焚き装置７０は、浴槽水回路７１と、追い焚き用熱交換器７３と、を含んで構成されている。浴槽水回路７１は、浴槽８０と追い焚き用熱交換器７３の浴槽水側通路７３ａとを環状に接続する回路である。追い焚き用熱交換器７３は、熱交換により、浴槽水回路７１を循環する浴槽水を貯湯タンク１０内の湯によって加熱するタンク外熱交換器である。

このように構成されるヒートポンプ式給湯機１００では、次のように作動する。

まず、湯増し運転や沸き上げ運転では、切替弁２２が給湯出口配管２１ａと上部配管２１ｂとの間を接続した状態で、貯湯タンク１０の出口１０ｄからの水が配管２１ｃを通してヒートポンプユニット２０を通して給湯出口配管２１ａ、切替弁２２および出入口１０ｅを通して貯湯タンク１０に流れる。このため、貯湯タンク１０の出口１０ｄからの水がヒートポンプユニット２０によって加熱されて出入口１０ｅを通して貯湯タンク１０に流れる。このため、ヒートポンプユニット２０から貯湯タンク１０に熱エネルギが加えられることになる。

また、中温用混合弁１４は、貯湯タンク１０の中間部１０ｃからの中間温度の湯と貯湯タンク１０の高温導出口１０ｂからの高温の湯とを混合する。給湯用混合弁１５は、中温用混合弁１４によって混合されたお湯と導入管１１からの水とを混合して給湯端末から出湯する。このことにより、貯湯タンク１０からの熱エネルギを給湯により給湯端末から出力することができる。

また、風呂用混合弁１６は、中温用混合弁１４によって混合されたお湯と導入管１１からの水とを混合して湯張り用電磁弁６１および追い焚き用熱交換器７３の浴槽水側通路７３ａを通して浴槽８０内に出湯する。このことにより、貯湯タンク１０からの熱エネルギを給湯により浴槽８０内に出力することができる。

さらに、次のように、貯湯タンク１０内に貯えた湯を追い焚きの熱源として浴槽８０内のお湯を加熱する。

制御装置４０は、貯湯タンク１０の出入口１０ｅと通路部位７３ａとが連通するように切替弁２２を切り替え、１次側循環ポンプ７５を駆動する。このため、貯湯タンク１０内の湯は、１次側循環ポンプ７５の駆動力により、出入口１０ｅから流れ出て第２連通配管７３ｂ、追い焚き用熱交換器７３の給湯用水側通路７３ｂ、１次側循環ポンプ７５およびタンク流入部７４ｃを通して貯湯タンク１０内に入る。

制御装置４０は、風呂循環ポンプ６７を駆動する。このため、浴槽８０内のお湯は、風呂循環ポンプ６７、および追い焚き用熱交換器７３の浴槽水側通路７３ａを通して浴槽８０内に流れる。

このため、浴槽８０内の湯は、追い焚き用熱交換器７３の浴槽水側通路７３ａを通過するときに給湯用水側通路７３ｂを流れるお湯と熱交換して加熱され後、浴槽８０に戻るようになる。

このため、追い焚き運転によって貯湯タンク１０内の熱エネルギを追い焚き用熱交換器７３を通して浴槽８０内に出力することができる。

次に、本実施形態のヒートポンプ式給湯機１００の電気的構成について図２を参照して説明する。

制御装置４０は、図２に示すように、作動制御部４００、通信部４０１、および記憶部４０２を備える。

通信部４０１は、インターネット等の通信ネットワーク２００を介してエネルギ管理装置２１０との間で通信を行う。エネルギ管理装置２１０は、通信ネットワーク２００を介してデマンドを通信部４０１に送信する。デマンドとしては、ヒートポンプ式給湯機１００で電気エネルギーの消費を制限させる旨の要求、若しくはヒートポンプ式給湯機１００で電気エネルギーの消費を増大させる旨の要求が用いられる。

記憶部４０２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の各種のメモリ等から構成され、コンピュータプログラム、各種データを記憶する。各種データとしては、貯湯タンク１０で給湯で使用が可能である湯量（以下、使用可能湯量という）や過去の貯湯タンク１０内の湯量のうち使用湯量（すなわち、過去の使用湯量の履歴）が用いられる。

作動制御部４００は、マイクロコンピュータ等から構成されて、エネルギ管理装置２１０から送られるデマンドに対応して運転制御の計画を立案し、この立案された運転制御計画を実行するための運転計画立案実行処理を実施する。運転制御計画は、ヒートポンプユニット２０によって貯湯タンク１０内の水を加熱する運転制御の計画である。

作動制御部４００は、運転計画立案実行処理の実施に伴って、サーミスタ５５ａ〜５５ｊの検出値に基づいて、ヒートポンプユニット２０、切替弁２２、および１次側循環ポンプ７５を制御する。

作動制御部４００は、湯切れリスクを算出し、この算出された湯切れリスクをユーザに伝達する湯切れリスク伝達処理を実施する。湯切れリスクとは、貯湯タンク１０内で給湯にて使用が可能である使用可能湯量が下限値以下になるリスクである。

本実施形態の湯切れリスクとしては、４つの湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄが用いられる。

湯切れリスクＲａは、運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつヒートポンプユニット２０（すなわち、加熱装置）が貯湯タンク１０内の水を加熱する湯増しを実行する場合の第５湯切れリスクである。

湯切れリスクＲｂは、運転制御計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ湯増しを実行しない場合の第５湯切れリスクである。

湯切れリスクＲｃは、運転制御計画を実行しなく、かつ湯増しを実行する場合の第７湯切れリスクである。湯切れリスクＲｄは、運転制御計画を実行しなく、かつ湯増しを実行しない場合の第８湯切れリスクである。

作動制御部４００は、湯切れリスク伝達処理の実施に伴って、湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄをコントローラ４１、２の表示部４１０、４２０に表示する。コントローラ４１、４２の表示部４１０、４２０は、浴室内コントローラ４１の表示部４１０、および浴室外コントローラ４２の表示部４２０を纏めた記載である。

次に、本実施形態の作動制御部４００の具体的な制御処理について説明する。

作動制御部４００は、タンク水温サーミスタ５５ａ〜５５ｊの検出温度に基づいて、貯湯タンク１０内のお湯のうち、給湯で使用可能であるお湯の量（以下、使用可能湯量Ｗ（ｎ）という）を一定期間Ｔ毎に繰り返し算出し、この算出毎に使用可能湯量を記憶部４０２に記憶させる。以下、括弧内の符号ｎは、使用可能湯量の算出の実行回数を示している。

作動制御部４００は、貯湯タンク１０内のお湯のうち給湯に使用されたお湯の量（以下、使用湯量実績Ｚ（ｎ）という）を一定期間Ｔ毎に繰り返し算出し、この算出毎に使用湯量実績Ｚ（ｎ）を記憶部４０２に記憶させる。

ここで、一定期間Ｔにおいてヒートポンプユニット２０から貯湯タンク１０内に加えられる熱エネルギを加算熱エネルギΔＷとすると、一定期間Ｔにおける使用湯量実績Ｚ（ｎ）は、一定期間Ｔにおいて貯湯タンク１０内の熱エネルギのうち、給湯により使用された熱エネルギ（以下、使用熱エネルギＥ（ｎ）という）に基づいて求められる。使用熱エネルギＥ（ｎ）は、使用可能湯量Ｗ（ｎ−１）、使用可能湯量Ｗ（ｎ）、および加算熱エネルギΔＷによって求められる。加算熱エネルギΔＷとして、予め設定されている値が用いられる。

このことにより、使用湯量実績Ｚ（ｎ）は、使用可能湯量Ｗ（ｎ−１）、使用可能湯量Ｗ（ｎ）、および加算熱エネルギΔＷによって求められることになる。

作動制御部４００は、使用可能湯量Ｗ（ｎ）、使用湯量実績Ｚ（ｎ）等を用いて湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄを求めて湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄをユーザに伝達する湯切れリスク伝達処理を実行する。

以下、本実施形態の作動制御部４００による湯切れリスク伝達処理について図３を参照して説明する。図３は、湯切れリスク伝達処理を示すフローチャートである。作動制御部４００は、図３のフローチャートにしたがって、湯切れリスク伝達処理を繰り返し実行する。

まず、ステップ１００において、作動制御部４００は、通信部４０１および通信ネットワーク２００を介してエネルギ管理装置２１０からデマンドを受信したか否かを判定する。

作動制御部４００は、通信部４０１および通信ネットワーク２００を介してエネルギ管理装置２１０からデマンドを受信していないときには、ステップ１００において、ＮＯと判定する。これに伴い、ステップ１００に戻る。このため、作動制御部４００は、エネルギ管理装置２１０からデマンドを受信する迄、ステップ１００のＮＯ判定を繰り返す。

その後、作動制御部４００は、通信部４０１および通信ネットワーク２００を介してエネルギ管理装置２１０からデマンドを受信したときには、ステップ１００において、ＹＥＳと判定する。これに伴い、湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄを算出する（ステップ１２０）。湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄの算出処理については後述する。

次に、作動制御部４００は、ステップ１３０において、ユーザが湯切れリスクの確認を要望しているか否かを判定する。

浴室内コントローラ４１（或いは、浴室外コントローラ４２）の操作部へのユーザの操作によって、ユーザが湯切れリスクの確認を要望していることが設定されていない場合には、作動制御部４００は、ステップ１２０にてＮＯと判定する。

これに伴い、ステップ１００に戻る。このため、ユーザが湯切れリスクの確認を要望していることが設定されない限り、作動制御部４００は、ステップ１００のＹＥＳ判定、ステップ１１０（湯切れリスク計算処理）、およびステップ１２０のＮＯを繰り返す。

その後、浴室内コントローラ４１（或いは、浴室外コントローラ４２）の操作部へのユーザによる操作によって、ユーザが湯切れリスクの確認を要望していることが設定されると、作動制御部４００は、ステップ１２０でＹＥＳと判定する。これに伴い、作動制御部４００は、ステップ１３０において、湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄをコントローラ４１、４２の表示部４１０、４２０に表示させる。

このようなステップ１００のＹＥＳ、ステップ１１０（湯切れリスク計算処理）、ステップ１２０のＹＥＳ判定、およびステップ１３０（湯切れ伝達処理）を繰り返す。このことにより、コントローラ４１、４２の表示部４１０、４２０にて表示される湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄが更新されることになる。

次に、本実施形態の表示部４１０（或いは、４２０）において湯切れリスクの具体例について図４を参照して説明する。

作動制御部４００は、図４に示すように、表示部４１０において、湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄを表示する。

具体的には、作動制御部４００は、表示部４１０のうち上段（図４矢印Ａ１参照）において、湯切れリスクＲａ、Ｒｂを複数の棒グラフにて表示する。

湯切れリスクＲａ、Ｒｂは、エネルギ管理装置２１０から送られるデマンドに対応して立案されて時刻ｔ１から時刻ｔ２までの一定期間の間にて湯増しの運転が制限される運転制御の計画が実行される場合の湯切れリスクである。

作動制御部４００は、表示部４１０のうち下段（図４矢印Ａ２参照）において、湯切れリスクＲｃ、Ｒｄを複数の棒グラフにて表示する。

表示部４１０の上段および下段において、横軸が時間を示し、縦軸が一定時間Ｔｂ（例えば、６０分）毎の使用可能湯量を示している。

表示部４１０の上段および下段において、「現在」の矢印が示す棒グラフは、タンクユニット９０の現在時刻の使用可能湯量を表示する。現在時刻の使用可能湯量の算出については後述する。

表示部４１０の上段および下段において、「現在」の矢印よりも図４中左側にて表記される６個の棒グラフは、タンクユニット９０の過去の使用可能湯量の実績を表示している。

過去の使用可能湯量を示す６つの棒グラフは、左側に向かうほど過去に遡った時刻の使用可能湯量を表示する。タンクユニット９０の過去の使用可能湯量の実績は、記憶部４０２に記憶されたデータに基づいている。

表示部４１０の上段および下段において、「現在」の矢印よりも図４中右側の１１個の棒グラフは、タンクユニット９０における未来の時刻の使用可能湯量の推定値を表示している。未来の時刻の使用可能湯量の推定値を示す１１つの棒グラフは、右側に向かうほど遠い未来の時刻の使用可能湯量の推定値を表示する。未来の時刻の使用可能湯量の推定値の算出については後述する。

棒グラフは、実線で表記される実線表記部と、鎖線で表記される鎖線表記部と、鎖線で表記されて、かつ梨地模様のハッチングで表記される梨地表記部とによって構成されている。図４において、梨地表記部は、鎖線表記部の上側に表示されている。

表示部４１０の上段において、棒グラフのうち実線表記部は、湯増しを実行しない場合の使用可能湯量を湯切れリスクＲｂとして表記している。

表示部４１０の下段において、棒グラフのうち実線表記部は、湯増しを実行しない場合の使用可能湯量を湯切れリスクＲｄとして表記している。

表示部４１０の上段および下段において、棒グラフのうち梨地表記部は、一定時間Ｔｂにおける湯増しの実行によって増加される使用可能湯量の増加分ΔＵを示している。使用可能湯量の増加分ΔＵは、予め決められた湯量が用いられている。

ここで、表示部４１０の上段および下段の湯切れリスクＲａ、Ｒｃは、現在時刻から時刻ｔ３までの期間に亘って湯増しが実施されるようにユーザがコントローラ４１（或いは、４２）の操作部を操作して設定した場合の湯切れリスクを示している。

但し、表示部４１０の上段の湯切れリスクＲａは、デマンドに対応する運転制御計画によって時刻ｔ１から時刻ｔ２までの一定期間の間にて湯増しの運転が停止されている場合を示している。

一方、表示部４１０の下段の湯切れリスクＲｃは、デマンドに対応する運転制御計画が実行されない場合を示しているため、現在時刻から時刻ｔ３までの間に亘って湯増しの運転が継続して実行される場合を示している。

表示部４１０の上段および下段において、鎖線表記部は、湯増しによって増加される使用可能湯量の累積分を示している。

例えば、表示部４１０の上段において時刻ｔ１以降の各棒グラフには、それぞれ、３つの鎖線表記部が表記されている。１つの鎖線表記部は、一定時間Ｔｂに亘って湯増しによって増加された使用可能湯量の増加分を示している。

ここで、時刻ｔ１以前に「一定時間Ｔｂ×３」に相当する時間に亘って湯増しが実行された場合において、この実行された湯増しの実行によって累積された使用可能湯量の増加分が３つの鎖線表記部として表記されている。

表示部４１０の下段において時刻ｔ３以降の各棒グラフには、それぞれ、５つの鎖線表記部が表記されている。

ここで、時刻ｔ３以前に「一定時間Ｔｂ×５」に相当する時間に亘って湯増しが実行された場合において、この実行された湯増しの実行によって累積された使用可能湯量の増加分が５つの鎖線表記部として表記されている。

表示部４１０の上段および下段において、現在時刻の棒グラフのうち実線表記部は、現在時刻のタンクユニット９０の実際の使用可能湯量を示している。このため、現在時刻の棒グラフは、「現在時刻のタンクユニット９０の実際の使用可能湯量」と「一定時間Ｔｂにおける湯増しの実行によって増加される使用可能湯量の増加分」とを加算した湯量を示している。「現在時刻のタンクユニット９０の実際の使用可能湯量」は、現在時刻のタンク水温サーミスタ５５ａ〜５５ｊの検出値に基づいて求められる。

このように、現在時刻の使用可能湯量は、「現在時刻のタンクユニット９０の実際の使用可能湯量」と「一定時間Ｔｂにおける湯増しの実行によって増加される使用可能湯量の増加分」とによって求められる。

以下、説明の便宜上、現在時刻を時刻ｔａ（すなわち、第２時刻）として、表示部４１０の上段および下段において現在時刻ｔａよりも右側に棒グラフとして表記される未来の時刻ｔｂ（すなわち、第１時刻）の使用可能湯量の推定量を算出する具体例について説明する。

未来の時刻ｔｂの使用可能湯量の推定量を示す棒グラフのうち実線表記部は、「現在時刻ｔａのタンクユニット９０の実際の使用可能湯量」から「タンクユニット９０内の湯量のうち過去の時刻ｔａから過去の時刻ｔｂまでの使用湯量実績」を引いた差分ΔＳを示している。

ここで、「タンクユニット９０内の湯量のうち過去の時刻ｔａから過去の時刻ｔｂまでの使用湯量実績」は、記憶部４０２に記憶されている一定期間Ｔ毎の使用湯量実績Ｚ（ｎ）によって求められる。

例えば、現在時刻ｔａを１９：００とし、時刻ｔｂを２２：００とする。本日の２２：００の使用可能湯量の推定量を示す棒グラフのうち実線表記部は、「現在時刻である１９：００のタンクユニット９０の実際の使用可能湯量」から「過去においてタンクユニット９０内の湯量のうち時刻１９：００から時刻２２：００までの使用湯量実績」を引いた差分ΔＳを示している。

ここで、「過去においてタンクユニット９０内の湯量のうち時刻１９：００から時刻２２：００までの使用湯量実績」は、昨日以前に時刻１９：００から時刻２２：００までに使用された使用湯量の実績を意味する。

このことにより、未来の時刻ｔｂの使用可能湯量の推定量は、「差分ΔＳ」と「湯増しよって増加される使用可能湯量の増加分ΔＵ」とによって求められることになる。

このように表示される表示部４１０の上段において未来の時刻の棒グラフは、湯切れリスクＲａとしての使用可能湯量の推定量を示し、未来の時刻の棒グラフのうち実線表記部は、湯切れリスクＲｂとしての使用可能湯量の推定量を示している。

表示部４１０の下段において未来の時刻の棒グラフは、湯切れリスクＲｃとしての使用可能湯量の推定量を示し、未来の時刻の棒グラフのうち実線表記部は、湯切れリスクＲｄとしての使用可能湯量の推定量を示している。

表示部４１０の上段では、ユーザに電力会社から提供される報酬（￥××）（矢印Ａ３参照）を棒グラフの上側に表示する。（￥××）は、報酬の内容（すなわち、金額）を示している。

一方、表示部４１０の下段では、ユーザに電力会社から提供される報酬の表示が無い。このため、デマンドに対応する運転制御を実行することによって湯増しの運転を一定期間停止することに対して電力会社からユーザに報酬が提供されることをユーザに認識させることができる。

以上説明した本実施形態によれば、給湯を実施するための運転制御を行うヒートポンプ式給湯機１００であって、ヒートポンプ式給湯機１００は、制御装置４０を備える。制御装置４０は、通信部４０１および作動制御部４００を備える。

通信部４０１は、エネルギー管理装置２１０から電気エネルギーの消費に関するデマンドをデマンド受信部として受信する。作動制御部４００は、通信部４０１で受信されたデマンドに基づいて運転制御の計画を立案する運転計画立案部と、この運転計画立案部によって立案された運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクを算出するリスク算出部と、このリスク算出部によって算出される湯切れリスクをコントローラ４１（或いは、４２）の表示部４１０（或いは４２０）に表示してユーザに伝達するリスク伝達部とを備える。

このため、運転制御計画が実行開始以降の湯切れリスクをユーザに伝達することができる。したがって、ユーザが普段よりも多量の湯の使用を検討する際に「デマンドを受け入れるべきかどうか」を判断し易くすることができる。

本実施形態の湯切れリスクとしては、運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつヒートポンプユニット２０が貯湯タンク１０のお湯を加熱する湯増しを実行する場合の湯切れリスクＲａと、運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ湯増しを実行しない場合の湯切れリスクＲｂと、運転制御計画を実行しなく、かつ湯増しを実行する場合の湯切れリスクＲｃと、運転制御計画を実行しなく、かつ湯増しを実行しない場合の湯切れリスクＲｄとが用いられる。

以上により、ユーザにとって湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄを知ることができるので、ユーザにとって、普段よりも多量の湯の使用を検討する際に、湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄを、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断の参考にすることができる。よって、ユーザにとって、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断を容易にすることができる。

本実施形態では、表示部４１０のうち湯切れリスクＲａ、Ｒｂを表示させる上段では、ユーザに電力会社から提供される報酬（￥××）を棒グラフの上側に表示する。このため、デマンドに基づく運転制御計画を実行する場合にユーザに報酬が与えられること、および報酬の内容（すなわち、金額）を表示部４１０に表示させることができる。これにより、ユーザに対してデマンドを受け入れることを促進させることができる。

（他の実施形態）
（１）上記実施形態では、本発明の給湯機としてヒートポンプ式の給湯機を用いた例について説明したが、電気エネルギーを用いて給湯するものであるならば、ヒートポンプ式の給湯機以外の給湯機を本発明の給湯機として用いてもよい。
（２）上記実施形態では、作動制御部４００は、ヒートポンプ式給湯機１００で電気エネルギーの消費を制限させるデマンドに基づいて運転制御の計画を立案した例について説明したが、これに代えて、ヒートポンプ式給湯機１００で電気エネルギーの消費を増大させるデマンドに基づいて運転制御の計画を立案してもよい。
（３）上記実施形態では、コントローラ４１、４２の表示部４１０、４２０に湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄを表示してユーザに伝達する例について説明したが、これに代えて、湯切れリスクＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄを音声にてユーザに伝達してもよい。
（４）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記実施形態および他の実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。
（まとめ）
上記実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、給湯を実施するための運転制御を行う給湯機であって、エネルギー管理装置から電気エネルギーの消費に関するデマンドを受信するデマンド受信部と、デマンド受信部で受信されたデマンドに基づいて、運転制御の計画を立案する運転計画立案部と、運転計画立案部によって立案された運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクを算出するリスク算出部と、リスク算出部によって算出される湯切れリスクをユーザに伝達するリスク伝達部とを備える。

第２の観点によれば、水を貯める貯湯タンクと、電気エネルギによって前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱装置と、を備え、湯切れリスクは、前記貯湯タンク内で給湯にて使用が可能である使用可能湯量が下限値以下になるリスクである。

第３の観点によれば、リスク算出部は、運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクとしての第１湯切れリスクと運転制御の計画を実行しない場合の第２湯切れリスクとをそれぞれ算出し、リスク伝達部は、第１湯切れリスクと第２湯切れリスクとをユーザに伝達する。

これにより、ユーザにとって第１湯切れリスクと第２湯切れリスクとを知ることができるので、ユーザにとって、普段よりも多量の湯の使用を検討する際に、第１湯切れリスクと第２湯切れリスクとを、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断の参考にすることができる。よって、ユーザにとって、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断を容易にすることができる。

第４の観点によれば、リスク算出部は、運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ加熱装置が貯湯タンクにお湯を加熱する湯増しを実行する場合の第３湯切れリスクと、運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ湯増しを実行しない場合の第４湯切れリスクとをそれぞれ算出し、リスク伝達部は、第３湯切れリスクと第４湯切れリスクとをユーザに伝達する。

これにより、ユーザにとって第３湯切れリスクと第４湯切れリスクとを知ることができるので、ユーザにとって、普段よりも多量の湯の使用を検討する際に、第３湯切れリスクと第４湯切れリスクとを、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断の参考にすることができる。よって、ユーザにとって、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断を容易にすることができる。

第５の観点によれば、リスク算出部は、運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ加熱装置が貯湯タンクのお湯を加熱する湯増しを実行する場合の第５湯切れリスクと、運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ湯増しを実行しない場合の湯切れリスクとしての第６湯切れリスクと、運転制御計画を実行しなく、かつ湯増しを実行する場合の第７湯切れリスクと、運転制御計画を実行しなく、かつ湯増しを実行しない場合の第８湯切れリスクと、をそれぞれ算出し、ユーザ伝達部は、第５湯切れリスク、第６湯切れリスク、第７湯切れリスク、および第８湯切れリスクを表示部に表示させてユーザに伝達する。

これにより、ユーザにとって第５、第６、第７、第８湯切れリスクを知ることができるので、ユーザにとって、普段よりも多量の湯の使用を検討する際に、第５、第６、第７、第８湯切れリスクを、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断の参考にすることができる。よって、ユーザにとって、「デマンドを受け入れるべきかどうか」の判断を容易にすることができる。

第６の観点によれば、第１湯切れリスク、第２湯切れリスク、第３湯切れリスク、および第４湯切れリスクは、それぞれ、未来の第１時刻における貯湯タンク内で使用が可能である湯量の推定量である。

第７の観点によれば、現在の第２時刻における貯湯タンク内で使用が可能である湯量を算出する算出部と、過去に貯湯タンクから給湯で使用された使用湯量の実績を記憶する記憶部と、を備え、リスク算出部は、記憶部に記憶されている使用湯量の実績に基づき、過去における第２時刻から第１時刻迄の期間にて貯湯タンクから給湯で使用された使用湯量の実績を求めるとともに、この求められた使用湯量の実績を算出部の算出値から引いた差分を求め、この求めた差分に基づいて第５湯切れリスク、第６湯切れリスク、第７湯切れリスク、および第８湯切れリスクを求める。

第８の観点によれば、デマンドに基づく運転制御計画を実行する場合にユーザに報酬が与えられること、および報酬の内容を表示部に表示させる報酬表示部を備える。

これにより、ユーザに対してデマンドを受け入れることを促進させることができる。

４０ 制御装置
１００ ヒートポンプ式給湯機
９０ タンクユニット
２１０ エネルギ管理装置
４００ 作動制御部
４０１ 通信部
４０２ 記憶部

Claims (8)

1. 給湯を実施するための運転制御を行う給湯機であって、
   エネルギー管理装置（２１０）から電気エネルギーの消費に関するデマンドを受信するデマンド受信部（４０１）と、
   前記デマンド受信部で受信されたデマンドに基づいて、前記運転制御の計画を立案する運転計画立案部（４００）と、
   前記運転計画立案部によって立案された前記運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクを算出するリスク算出部（４００）と、
   前記リスク算出部によって算出される湯切れリスクをユーザに伝達するリスク伝達部（４００）と、
   を備える給湯機。
2. 水を貯める貯湯タンク（１０）と、
   前記電気エネルギによって前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱装置（２０）と、を備え、
   前記湯切れリスクは、前記貯湯タンク内で給湯にて使用が可能である使用可能湯量が下限値以下になるリスクである請求項１に記載の給湯機。
3. 前記リスク算出部は、前記運転制御の計画の実行が開始される以降の前記湯切れリスクとしての第１湯切れリスクと前記運転制御の計画を実行しない場合の第２湯切れリスクとをそれぞれ算出し、
   前記リスク伝達部は、前記第１湯切れリスクと前記第２湯切れリスクとをユーザに伝達する請求項１または２に記載の給湯機。
4. 前記リスク算出部は、前記運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ前記加熱装置が前記貯湯タンクにお湯を加熱する湯増しを実行する場合の第３湯切れリスクと、前記運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ前記湯増しを実行しない場合の第４湯切れリスクとをそれぞれ算出し、
   前記リスク伝達部は、前記第３湯切れリスクと前記第４湯切れリスクとをユーザに伝達する請求項２に記載の給湯機。
5. 前記リスク算出部は、
   前記運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ前記加熱装置が前記貯湯タンクのお湯を加熱する湯増しを実行する場合の第５湯切れリスクと、
   前記運転制御の計画の実行が開始される以降の湯切れリスクであって、かつ前記湯増しを実行しない場合の前記湯切れリスクとしての第６湯切れリスクと、
   前記運転制御計画を実行しなく、かつ前記湯増しを実行する場合の第７湯切れリスクと、
   前記運転制御計画を実行しなく、かつ前記湯増しを実行しない場合の第８湯切れリスクと、をそれぞれ算出し、
   前記ユーザ伝達部は、前記第５湯切れリスク、前記第６湯切れリスク、前記第７湯切れリスク、および前記第８湯切れリスクを表示部（４１０、４２０）に表示させてユーザに伝達する請求項２に記載の給湯機。
6. 前記第１湯切れリスク、前記第２湯切れリスク、前記第３湯切れリスク、および前記第４湯切れリスクは、それぞれ、未来の第１時刻（ｔｂ）における前記貯湯タンク内で使用が可能である湯量の推定量である請求項５に記載の給湯機。
7. 現在の第２時刻（ｔａ）における前記貯湯タンク内で使用が可能である湯量を算出する算出部（４００）と、
   過去に前記貯湯タンクから給湯で使用された使用湯量の実績を記憶する記憶部（４０２）と、を備え、
   前記リスク算出部は、前記記憶部に記憶されている使用湯量の実績に基づき、過去における前記第２時刻から前記第１時刻迄の期間にて前記貯湯タンクから給湯で使用された使用湯量の実績を求めるとともに、この求められた使用湯量の実績を前記算出部の算出値から引いた差分を求め、この求めた差分に基づいて前記第５湯切れリスク、前記第６湯切れリスク、前記第７湯切れリスク、および前記第８湯切れリスクを求める請求項５または６に記載の給湯機。
8. 前記デマンドに基づく前記運転制御計画を実行する場合に前記ユーザに報酬が与えられること、および前記報酬の内容を前記表示部に表示させる報酬表示部（１３０）を備える請求項６に記載の給湯機。

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